KR100762570B1 - 다층 디스크 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 디스크에 있어서, 특히 다층 디스크에서의 특정 층에 대해 기록 및 재생할 때, 인접한 층간에 발생되는 층간의 간섭을 억제할 수 있도록 한 다층 디스크 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 다층 디스크 제조 방법은, 적어도 2층 이상의 기록층을 갖는 다층 디스크에 있어서, 상기 기록층 중 어느 하나의 기록층을 기록 또는 재생할 때 인접한 층에서의 간섭을 억제하기 위해 기록층 간의 간격을 10um로 제조하는 것을 특징으로 한다.

픽업, 다층 디스크, 간섭

Description

다층 디스크 제조 방법{Manufacture method for Multi-layer disk}

도 1은 종래 광 픽업장치의 개략 구성도.

도 2는 종래 다층 디스크의 초점 상태를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 다층 디스크에서의 층간 간섭을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 따른 광 검출기에서의 반사 빔 사이즈를 나타낸 도면.

본 발명은 광 디스크에 있어서, 특히 다층 디스크에서의 특정 층에 대해 기록 및 재생할 때, 인접한 층간에 발생되는 층간의 간섭을 억제할 수 있도록 한 다층 디스크 제조 방법에 관한 것이다.

광 저장장치의 배속 및 저장 밀도 증가와 함께 소비자 기호의 고급화로 고화질 동영상 처리에 대한 수요가 증가함에 따라 광 저장 디스크(Optical Disk)의 데이터 저장용량도 대용량으로 요구되고 있다.

도 1은 일반적인 광 픽업 장치의 개략 구성도이다.

도 1을 참조하면, 일정 파장의 빔을 발생하는 레이저 다이오드(101)와, 빔을 반사 또는 투과시키는 빔 스플리터(102)와, 상기 빔 스플리터(102)로부터 입사된 빔을 평행화된 빔으로 출사하는 콜리메이터 렌즈(103)와, 상기 콜리메이터 렌즈(103)로부터 입사된 빔을 광 디스크(105)에 집광시키고 반사되는 빔을 상기 콜레메이터 렌즈(103)로 전달하는 대물렌즈(104)와, 상기 빔 스플리터(102)에 의해 반사된 빔을 전기적 신호로 검출하는 광 검출기(106)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 광 픽업 장치는 도 1에 도시된 바와 같다. 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드(LD)(101)로부터 발생되는 레이저빔은 빔 스플리터(102)를 투과하고, 투과된 빔은 콜리메이터 렌즈(103)에서 평행 빔으로 대물렌즈(104)에 입사된다. 대물렌즈(104)는 입사된 빔을 광 디스크(105) 상에 한 점으로 집광시켜 정보를 기록 및 재생하게 되며, 광 디스크(105)로부터 맺힌 빔은 반사되고, 반사된 빔은 대물렌즈(104), 콜리메이터 렌즈(103)를 투과하여 빔 스플리터(102)에 의해 광 검출기(106)로 반사된다. 광 검출기(106)는 반사되어 입력되는 정보를 전기적인 신호로 변환하게 된다.

최근의 광학 시스템에서는 광 디스크의 기록 용량을 높이기 위해 많은 방법이 시도되고 있다. 대표적인 방법은 디스크에 집광된 광의 크기를 줄여서 기록밀도를 높이는 방법인데, 이를 위해서는 레이저의 파장을 줄이고, 집광 대물렌즈의 개구수를 높여서 달성할 수 있다.

최근 개발된 BD(Blu-ray Disc)용 광 디스크의 기록, 재생 장치는 레이저 파장을 450nm를 사용하고, 대물렌즈의 개구수를 0.85로 사용함으로써, 12cm의 디스크 1장당 25GB의 기록 용량을 사용하고 있다.

또한 기록 용량을 더 높이기 위하여, 파장이 더 짧은 UV 레이저를 사용하는 방법 또는 대물렌즈의 개구수를 더 높이는 근접장 기록(Near Field Recording) 방안 등의 연구가 진행되고 있다.

상기 기록 용량을 높이기 위한 또 다른 방법으로는 2차원의 기록 밀도를 유지하면서 광 디스크의 기록막을 여러층으로 하여 기록막 수를 늘림으로써, 전체 기록 용량을 높이는 방법이 최근 진행되고 있다.

도 2는 듀얼 레이어가 형성된 블루 레이 디스크 및 이의 픽업 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 블루 레이 디스크(30)는 두 개의 기록층(layer2, layer1)이 형성되며, 두 개의 기록층(Layer 1, Layer2)은 소정 간격(d2)으로 이격되고, 제 1기록층(Layer1)이 광 픽업의 대물렌즈(11) 방향으로 소정 이격된 위치(d1)에 대향하게 형성된다.

상기 블루 레이 디스크(30)의 기록층에 기록된 데이터를 독출 재생하거나 또는 기록하기 위한 광 디스크 장치에서는 광 픽업에 포함된 레이저 다이오드(LD : Laser Diode)(13)의 광 파워(Laser Power)를 기록 동작 또는 재생 동작에 적합하도록 가변 조절하게 된다. 상기의 광 픽업은 예컨대, 레이저 다이오드(13)에서 발광된 광원이 콜리메이터 렌즈(CL, 12)에서 평행광으로 변환되고, 평행광이 대물렌즈(OL, 11)에서 디스크의 기록층에 집광되고 다시 반사됨에 따라 기록 또는 재생 동작을 수행하게 된다.

이와 같이, DVD나 BD디스크의 경우, 2층을 사용하여 기록 용량을 높이는 방 법은 이미 완성단계에 있으며, BD 디스크의 기록막을 6층 또는 8층, 그 이상까지 높이는 개발이 진행되고 있다.

그러나, 상기와 같이 다층 디스크에서의 가장 큰 문제점은 기록, 재생하고자 하는 층에 레이저 광을 집광하였을 때, 원하지 않는 층에서의 반사된 광이 광 검출기(Photo Diode)로 수광되어 노이즈로 작용을 하게 된다. 따라서, 이러한 노이즈를 줄이기 위한 광 검출기의 형상과 반사 신호 범위(S-curve range) 등의 적절한 조정이 필요하게 된다.

본 발명은 다층 디스크에서의 층간 간섭을 줄이기 위해 디스크 기록층 간의 간격을 일정 간격으로 제작함으로써, 반사 신호 범위의 조정을 통해 전체 신호의 노이즈 특성을 줄일 수 있도록 한 광 픽업 장치에서의 층간 간섭 제거 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 다층 디스크 제조 방법은,

적어도 2층 이상의 기록층을 갖는 다층 디스크에 있어서,

상기 기록층 중에서 어느 하나의 기록층을 기록 또는 재생할 때 인접한 층에서의 간섭을 억제하기 위해 기록층 간의 간격을 10um로 제조하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 디스크의 인접층 간의 간격은 동일한 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 디스크 기록층에서의 반사신호 범위는 1.7um 이하인 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 반사신호 검출 방식은 포커스 서보를 비점 수차법으로 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 층간 간섭 제거된 다층 디스크 제조 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 층간 간섭이 제거된 다층 디스크에서의 반사빔의 예를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 광 검출기에서의 수광된 빔 형상을 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 광 픽업에서 다층으로 구성된 광 디스크(30)에서 m번째 기록층을 기록, 재생할 때에 인접한 m+1번째 층과 m-1번째 층에서도 광이 함께 반사된다. 여기서, 다른 층에서 반사된 신호는 영향이 미미하므로, 고려하지 않기로 한다.

상기 m번째 기록층에서 반사된 빔은 광 검출기(20)에 수광되는데, m번째 층에서 반사된 광(RBO)은 광 검출기의 중심부 상에 수광되고, m+1번째의 기록층에서 반사된 광(RB1)은 광 검출기의 광 검출 사이즈 보다 크게 수광된다.

이러한 광 검출기의 빔 사이즈를 보면 다음과 같다. 실제 기록층(m)에서의 반사율을 Rm이며, 디스크의 층간 간격은 d라고 할 때, 광 검출기에서의 빔은 도 2에서와 같이 맺히게 된다.

이때 빔 사이즈는 D라고 하고, 대물렌즈 개구수를 NA, 수광계 배율을 M이라고 하고, 반사신호 범위(S-curve range)를 s라고 하고, 광 검출기의 검출 사이즈를 L이라고 할 때, m층에서의 반사된 광의 광 검출기에서의 빔 사이즈(D)는 수학식 1과 같다.

D= s × NA × M × 2

그리고, m+1층 또는 m-1 층에서 반사된 광의 광 검출기에서의 빔 사이즈 D'는 수학식 2와 같다.

D' = 2d × NA × M × 2

수학식 2는 수학식 1에서 반사 신호 범위에 대해 인접층을 고려하여 2d 값을 적용하여 구해진다.

따라서, m+1층에서의 반사되어 광 검출기로 입사되는 광량(R_PD)은 수학식 3과 같다.

그리고, m층에서 반사되는 메인(main)광 대비 인접한 층에서의 반사된 노이즈 광의 비율(P)은 수학식 4와 같다.

R= R_m+1 = R_m-1 이고, 인접한 층의 간섭을 P이하로 억제하고자 할 때, 반사신호 범위를 수학식 5와 같이 제한하면 된다.

상기 수학식 5를 만족하는 광 픽업의 설계, 제작이 가능하게 된다.

예를 들면, 광 검출기에서의 빔 사이즈 대비 광 검출기 사이즈의 비율(D/L)이 0.7이 많이 사용되며, 메인광 대비 노이즈 광의 비율(P)은 1%이하이면 성능에 큰 지장이 없게 된다.

이에 따라 광 디스크의 층간 간격(d)을 10um로 제작하면, 상기 반사신호 범위(s)는 1.75 미만(s < 1.75um)이면 된다. 즉, 반사신호 범위(s)를 1.7um 이하로 만들어야 층간 간섭이 1%이라고 억제할 수 있다.

이러한 조건은 포커스 서보를 비점 수차법을 사용한다는 전제하에서 계산된 식이며, knife Edge법이나 foucault 법을 사용할 때에는 상기 식은 아래의 수학식 6과 같이 변환한다

그리고, 반사신호 범위는 수학식 7과 같다.

이 경우를 보면, 예를 들어 D/L은 0.7이고, P는 1%이하이기 위해서는 d =10um로 제작하면 s <2.51um가 된다.

이와 같이, 다층 디스크의 제조시, 층간 간섭을 제거하기 위해 층간 간격(d)을 10um로 제작할 경우, 반사신호 범위를 2.1um이하로 만들어야 층간 간섭을 1% 이하로 억제할 수 있다. 이때에는 포커스 서보를 비점수차법을 사용할 때이다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시 예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다층 디스크 제조 방법 및 그 디스크를 이 용한 층간 간섭 제거 방법에 의하면, 다층 디스크에서의 반사 신호 범위로 다층 디스크를 설계, 제작함으로써 다층 디스크용 광 픽업에서의 층간 간섭을 억제할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 적어도 2층 이상의 기록층을 갖는 다층 디스크에 있어서,

   반사 신호의 범위 S는,

   S <

   

   인 것을 특징으로 하며,

   상기 D는 광 검출기에서의 빔 사이즈 및 상기 L은 광 검출기 사이즈로서, 상기 D/L은 0.7로 설정하며,

   상기 P는 액세스하고자 하는 층에서 반사되는 메인 광 대비 인접한 층에서 반사되는 노이즈 광의 비율로서, 1%이하로 설정되고,

   상기 d는 기록층간의 간격인 것을 특징으로 하는 다층 디스크 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 반사신호 검출 방식은 광 픽업에서 포커스 서보를 비점 수차법으로 검출하는 것을 특징으로 하는 다층 디스크 제조 방법.
3. 적어도 2층 이상의 기록층을 갖는 다층 디스크에 있어서,

   반사 신호의 범위 S는,

   

   인 것을 특징으로 하며,

   상기 P는 액세스하고자 하는 층에서 반사되는 메인 광 대비 인접한 층에서 반사되는 노이즈 광의 비율로서, 1%이하로 설정되고,

   상기 d는 기록층간의 간격인 것을 특징으로 하는 다층 디스크 제조 방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 반사신호 검출 방식은 광 픽업에서 포커스 서보를 나이프 에지(knife Edge)법으로 검출하는 것을 특징으로 하는 다층 디스크 제조 방법.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 반사신호 검출 방식은 광 픽업에서 포커스 서보를 푸코(foucault )법으로 검출하는 것을 특징으로 하는 다층 디스크 제조 방법.

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